מודלים קוסמולוגיים עדכניים מצביעים על אפשרות שהיקום לא יתפשט לנצח, אלא יתהפך ויתחיל להתכווץ. לפי סימולציות חדשות, הקריסה עשויה להתרחש כ-33.3 מיליארד שנה לאחר המפץ הגדול. מאחר שגילו הנוכחי של היקום מוערך בכ-13.8 מיליארד שנה, המשמעות היא שנותרו פחות מ-20 מיליארד שנה עד תחילת ההתכווצות.
התרחיש הזה מנוגד להערכה הרווחת במשך שנים שלפיה היקום ימשיך להתרחב ללא גבול עד למצב של "חום מוות" או "הקפאה גדולה", מצב שבו האנרגיה מתפזרת בהדרגה והפעילות הפיזיקלית דועכת.
את המחקר ביצע צוות בינלאומי בהובלת חוקרים מה-Donostia International Physics Center, בספרד, בשיתוף מוסדות נוספים בארה"ב ובסין, ופורסם ב-Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. המחקר מבוסס על מודל אנרגיה אפלה משתנה ומציע כי היקום עשוי לקרוס לאחר כ-33.3 מיליארד שנה. עם זאת, מדובר בתרחיש תיאורטי שטרם אומת.
המודלים החדשים מתמקדים בהתנהגות של אנרגיה אפלה, רכיב מסתורי ביקום שאחראי להאצת ההתפשטות. בניגוד להנחה הקלאסית שלפיה מדובר בקבוע קוסמולוגי יציב, כלומר צפיפות אנרגיה קבועה של הריק, המחקר מניח כי אנרגיה זו עשויה להשתנות עם הזמן. אחד המודלים המרכזיים בהקשר זה הוא מודל האנרגיה האפלה האקסיונית, aDE, המבוסס על שדות תיאורטיים דמויי חלקיקים בשם אקסיונים.
במסגרת מודל זה, הקבוע הקוסמולוגי עלול להפוך לשלילי. במקרה כזה, הכוח שגורם כיום לגלקסיות להתרחק זו מזו ייחלש ואף יתהפך, מה שיוביל להאטה של ההתפשטות, לעצירה שלה, ולבסוף לתהליך הפוך של התכווצות.
התרחיש נקרא "הקריסה הגדולה" ומתאר מצב שבו כל המבנים ביקום, כולל גלקסיות וצבירי גלקסיות, מתכנסים חזרה זה אל זה עד למצב של צפיפות קיצונית. לפי ההערכות, בשלבים המאוחרים ייתכן שחורים שחורים עצומים יבלעו חלק גדול מהחומר והאנרגיה שנותרו.
המודלים מבוססים על ניתוחים עדכניים של נתונים מסקר האנרגיה האפלה, DES, ומהמכשיר הספקטרוסקופי לאנרגיה אפלה, DESI, פרויקטים שממפים את התפלגות הגלקסיות ואת קצב התפשטות היקום. ניתוחים אלה מציעים כי "משוואת המצב" של האנרגיה האפלה, כלומר היחס בין הלחץ שלה לצפיפות האנרגיה, עשויה להשתנות עם הזמן ולא להישאר קבועה.
גם אם התרחיש נכון, מדובר בתהליך שיתרחש על פני פרקי זמן עצומים ואינו מורגש בקנה מידה אנושי. עם זאת, ייתכן שניתן יהיה לזהות סימנים מוקדמים באמצעות מדידות מדויקות של התפלגות גלקסיות, מרחקים קוסמיים וקצב היווצרות מבנים ביקום.
טעינו? נתקן! אם מצאתם טעות בכתבה, נשמח שתשתפו אותנו